Imagerie multispectrale vs hyperspectrale, expliquée
Une image multispectrale enregistre la lumière réfléchie par le sol dans une poignée de bandes, généralement de 4 à 13, chacune étant une large tranche du spectre : bleu, vert, rouge, proche infrarouge, et quelques-unes dans l'infrarouge à ondes courtes. Une image hyperspectrale enregistre la même lumière dans des centaines de bandes étroites et contiguës, de sorte que chaque pixel porte un spectre complet au lieu de quelques échantillons.
La différence en une ligne
Le multispectral vous dit qu'un champ est vert et stressé. L'hyperspectral peut vous dire quelle culture, quel minéral, quel pigment.
| Multispectral | Hyperspectral | |
|---|---|---|
| Bandes | 4 à 13 | 100 à 300 |
| Satellites gratuits | Sentinel-2, Landsat | EnMAP, PRISMA, sur demande |
| Capteur pour drone | Quelques milliers d'euros | Des dizaines de milliers |
| Données par scène | Des centaines de mégaoctets | Des gigaoctets |
| Réponses | Végétation, eau, bâti, stressé | Quelle espèce, quel minéral, quel plastique |
À quoi sert chacun
Le multispectral couvre presque tout ce qu'une équipe SIG fait avec des images satellites, gratuitement. Sentinel-2 fournit une nouvelle scène à 13 bandes de chaque point des terres émergées tous les cinq jours, et sa bande proche infrarouge suffit pour cartographier les cultures, les forêts, l'eau, les zones brûlées et l'étendue des zones bâties. L'outil repose sur l'arithmétique des indices, d'abord le NDVI, puis une classification dans le Semi-Automatic Classification Plugin. L'article sur la canopée des arbres suit cette méthode.
L'hyperspectral ajoute de la discrimination à l'intérieur d'une classe. Deux cultures qui semblent identiques dans toutes les bandes Sentinel-2 ont des spectres différents à une résolution de 10 nanomètres. La cartographie des minéraux, son usage d'origine, lit des caractéristiques d'absorption qu'aucune bande multispectrale ne peut voir. Le prix à payer est celui de capteurs coûteux, de données lourdes et de satellites gratuits qui photographient sur demande à 30 m, avec une revisite qui se compte en semaines.
Lequel choisir pour quel travail dans QGIS
- Occupation du sol, type de culture, étendue forestière, étendue des inondations. Multispectral. Gratuit, fréquent, et les outils de classification de QGIS ont été conçus pour lui.
- Stress des cultures avant qu'il ne soit visible, espèces, minéraux, contamination, plastiques. Hyperspectral, depuis un drone pour un site, depuis EnMAP ou PRISMA pour une région.
- Tout ce qui doit voir un petit objet. Aucun des deux. Les deux sont des sciences du pixel à 10 à 30 m. Un toit, une cime d'arbre ou une piscine est une forme, lisible à partir d'une image haute résolution en trois bandes. AI Segmentation, le plugin que nous développons chez TerraLab pour QGIS, fonctionne ainsi : il lit l'orthophoto RGB et renvoie un polygone par objet.
, fonctionne ainsi : il lit l'orthophoto RGB et renvoie un polygone par objet.Questions fréquentes
Sentinel-2 est-il multispectral ou hyperspectral ?
Multispectral : 13 bandes à 10, 20 et 60 m. Les missions hyperspectrales gratuites sont EnMAP, PRISMA et EMIT de la NASA.
Qu'est-ce que le red edge ?
La forte hausse de la réflectance d'une feuille entre environ 680 et 750 nanomètres. Sa position varie avec le stress de la plante, c'est pourquoi Sentinel-2 porte trois bandes étroites à cet endroit.
QGIS prend-il en charge les données hyperspectrales ?
Oui. Une scène hyperspectrale est un raster de quelques centaines de bandes et chaque outil raster la lit. EnMAP-Box, un plugin QGIS de l'équipe EnMAP, est conçu pour ce cas.
Le hub QGIS AI rassemble ce que l'IA peut et ne peut pas faire dans QGIS. Le vocabulaire de l'imagerie se poursuit sur la page orthomosaïque vs orthophoto.
